Su dalgaları, temel dalga özelliklerini en kolay gözlemleyebileceğimiz dalga türlerinden biridir. Su dalgalarının bir engele çarparak geri dönmesi yansıma, farklı bir ortama geçerken yön değiştirmesi ise kırılma olarak adlandırılır. Bu olaylar, diğer dalga türleri (ışık ve ses gibi) için de geçerlidir ve fizikte temel öneme sahiptir.

1. Su Dalgalarında Yansıma

Bir dalganın, yayıldığı ortamın özelliklerini değiştirmeden, bir engele çarparak geri dönmesidir. Düz ve dairesel engellerde yansıma farklı şekillerde gerçekleşir.

• Doğrusal Dalgaların Düz Engele Çarpması: Düz bir dalga kaynağının oluşturduğu doğrusal dalgalar, düz bir engele çarptığında, tıpkı bir ışık ışınının aynadan yansıması gibi yansır.
  • Yansıma Kuralları:
    • Gelen dalganın engele geliş açısı (gelme açısı), yansıyan dalganın yansıma açısına eşittir.
    • Gelen dalga, yansıyan dalga ve normal çizgisi (engele dik çizgi) aynı düzlemdedir.
• Doğrusal Dalgaların Parabolik (Çukur ve Tümsek) Engele Çarpması:
  • Çukur Engel: Doğrusal gelen dalgalar, çukur engele çarptıktan sonra bir noktada toplanarak dairesel hale gelirler. Bu noktaya odak noktası denir. Odak noktasından yayılan dairesel dalgalar ise çukur engele çarptıktan sonra doğrusal hale gelirler.
  • Tümsek Engel: Doğrusal gelen dalgalar, tümsek engele çarptıktan sonra dağılarak yoluna devam ederler. Bu dağılma, engelin arkasında sanal bir odaktan geliyormuş gibi olur.

2. Su Dalgalarında Kırılma

Bir dalganın, bir ortamdan başka bir ortama geçerken, yayılma hızındaki değişime bağlı olarak yön değiştirmesidir. Su dalgalarında ortam değişimi, suyun derinliğinin değişmesiyle gerçekleşir.

• Yayılma Hızı: Su dalgalarının yayılma hızı, suyun derinliği ile doğru orantılıdır.
  • Derin ortamda hız fazladır.
  • Sığ ortamda hız azdır.
• Kırılma Kuralları:
  • Derin ortamdan sığ ortama geçen dalganın hızı azalır ve dalga boyu küçülür. Dalga, normale yaklaşarak kırılır.
  • Sığ ortamdan derin ortama geçen dalganın hızı artar ve dalga boyu büyür. Dalga, normalden uzaklaşarak kırılır.
  • Gelen dalganın frekansı, ortam değişse bile asla değişmez. Bu, dalga kaynağına bağlıdır.

Çözümlü Örnek Test Soruları

1. Soru Bir su dalgasının derin ortamdan sığ ortama geçişinde hız, frekans ve dalga boyu nasıl değişir?

A) Hız azalır, frekans değişmez, dalga boyu küçülür. B) Hız artar, frekans değişmez, dalga boyu küçülür. C) Hız değişmez, frekans azalır, dalga boyu küçülür. D) Hız azalır, frekans artar, dalga boyu değişmez.

Çözüm: Dalganın hızı derin ortamdan sığ ortama geçerken azalır. Kaynak değişmediği için frekans sabittir. Hız = Dalga Boyu x Frekans formülüne göre, hız azalırken frekans sabit kaldığı için dalga boyu da küçülür. Doğru Cevap: A

2. Soru Doğrusal su dalgaları, bir çukur engele çarptıktan sonra hangi şekli alır?

A) Doğrusal B) Paralel C) Dairesel D) Üçgen

Çözüm: Doğrusal gelen su dalgaları, çukur engele çarptıktan sonra odakta toplanarak dairesel hale gelirler. Doğru Cevap: C

3. Soru Bir dalga leğeninde, su dalgalarının kırılması için hangi fiziksel özellik değiştirilmelidir?

A) Kaynağın periyodu B) Dalga kaynağının genliği C) Suyun derinliği D) Ortam sıcaklığı

Çözüm: Su dalgalarının kırılması, ortamın fiziksel özelliğinin (suyun derinliği) değişmesiyle dalganın hızının değişmesi sonucu meydana gelir. Doğru Cevap: C

4. Soru Aşağıdakilerden hangisi bir dalganın yansıması için doğru bir ifadedir?

A) Dalga, ortam değiştirerek yön değiştirir. B) Dalga, bir engele çarparak yön değiştirir. C) Dalganın hızı, yansıdıktan sonra artar. D) Dalganın frekansı, yansıdıktan sonra değişir.

Çözüm: Yansıma, dalganın geldiği ortama geri dönmesi olayıdır. Bu, dalganın bir engele çarpmasıyla gerçekleşir. Doğru Cevap: B

5. Soru Sığ bir ortamdan derin bir ortama geçen su dalgalarının dalga boyu ve yayılma hızı için ne söylenebilir?

A) Her ikisi de artar. B) Her ikisi de azalır. C) Dalga boyu artar, hız azalır. D) Dalga boyu azalır, hız artar.

Çözüm: Su dalgalarının hızı, suyun derinliği ile doğru orantılıdır. Sığdan derine geçerken hız artar. Frekans sabit olduğu için, hız artışına bağlı olarak dalga boyu da artar. Doğru Cevap: A